浅析定向井钻井工艺技术
【摘要】随着油田的发展，定向井钻井技术有着更加广泛的应用前景，本文主要是从定向井的剖面设计、工具的选用、钻井轨道的保证以及水泥注入工艺方面讨论了定向井钻井的工艺技术。
【关键词】定向井钻井剖面
定向井是作为一种新型的实用技术，在我国的钻井领域有着非常广泛的应用前景，该技术主要涉及到定向井剖面的设计、工具的选用、钻井轨道的保证以及水泥注入工艺，以下就这几个方面进行定向井钻井相关探讨。
1 定向井的剖面设计
定向井的剖面设计是一个综合的工作，首先需要获得的数据包括靶点的水平位移、井口、方位角以及靶点的坐标，通过计算获得方位角和水平位移，在这个过程中需要同时结合地理位置和井身结构等资料。在设计过程中，为保证整个钻井过程的优质、快完整洁以及快速钻井，需要在综合定向井不同钻探情况，对其剖面类型和钻井液类型以及完井方法进行合理设计。此外，还需根据方位角的变化规律计算出方位漂移率，根据层倾角度和岩性的稳定性与钻头的方位趋势综合设计角度，达到生产要求，获得更高的经济效益。定向井剖面在设计过程中可以遵循以下原则：
（1）设计的基本原则也是设计的目的，就是通过合理的井身结构、坡面类型以及完井方法设计来获得优质、高效、安全的钻井。（2）合理的选择靶点层位，制定满足要求的井身结构和井控措
第一章定向井（水平井）钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）T．A．英格利期定义为：“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然 石油管理局的河50丛式井组，该丛式井组长384米，宽115米，该丛式井平台共有钻定向井42口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井 多分枝井（多底井） 国外定向井发展简况
（表一）
10．井眼尺寸不受限制 11．可以测井及取芯 12．从一口直井可以钻多口水平分枝井 13．可实现有选择的完井方案 （4）．短曲率半径水平井的优缺点 优点缺点 1．井眼曲线段最短1．非常规的井下工具 2．侧钻容易２．非常规的完井方法 3．能够准确击中油层目标３．穿透油层段短（120—180米）4．从一口直井可以钻多口水平分枝井４．井眼尺寸受到限制
5．直井段与油层距离最小５．起下钻次数多 6．可用于浅油层６．要求使用顶部驱动系或动力水龙头 7．全井斜深最小７．井眼方位控制受到限制 8．不受地表条件的影响８．目前还不能进行电测 第三节定向井的基本术语解释 1）井深：指井口（转盘面）至测点的井 眼实际长度，人们常称为斜深。国外 称为测量深度（MeasureDepth）。 2）测深：测点的井深，是以测量装置 率是井斜角度（α）对井深（L?）的一阶导数。 dα Kα＝─── dL 井斜变化率的单位常以每100米度表示。 8）井深方位变化率：实际应用中简称方位变化率，?是指井斜方位角随井深变化的快慢程度，常用KΦ表示。计算公式如下： dΦ ＫΦ＝─── dL
Q/YCZJ 延长石油油气勘探公司企业标准 钻井工程技术规范 油气勘探公司钻井工程部
目录 前言V 1范围 1 2规范性引用文件 1 3钻前基建工程 2 3.1井位勘定 2 3.2井场布置 2 3.3井场土建工程 3 4公路工程 4 5验收 4 6钻井设备的安装与调试 5 6.1水电安装 5 6.2机械设备安装 5 6.3井架安装与起升7 6.4电气设备的安装及调试8 6.5气控系统安装要求9 6.6顶驱安装、调试、使用9 7钻井环境安全要求1 1 8钻进作业1 2 8.1钻进1 2 8.2井身质量控制1 3 8.3取心1 4 8.4起下钻、接单根1 6 8.5钻头18 8.6钻具19 8.7钻具探伤、试压、倒换、错扣检查制度20 8.8螺杆钻具20 8.9钻井仪表的使用与维护2 1 9固井2 1 9.1固井设计2 1 9.2固井准备2 3 9.3下套管2 6 9.4注水泥施工2 6 9.5尾管固井27 9.6分级固井27 9.7环空蹩回压候凝28 9.8固井后期工作28 9.9套管试压28 9.10固井质量标准28 10钻井液29 10.1井场钻井液实验室29 10.2钻井液材料存放场所3 1 10.3容器、设备3 1 10.4钻井液性能3 1 10.5钻井液的配制及维护处理3 2
10.6钻井液固相控制3 4 10.7井漏的防治措施3 4 10.8储层保护3 4 10.9钻井液材料使用及管理3 5 11井控3 5 11.1井控设计3 5 11.2井控装置安装、试压、使用及管理37 11.3钻开油气层前的准备和检查验收4 2 11.4钻井及完井过程中的井控作业47 11.5溢流的处理和压井作业50 11.6防硫化氢安全措施5 1 11.7井喷失控的处理5 4 12定向井、丛式井、水平井5 4 12.1设计原则5 4 12.2钻具组合5 4 12.3定向钻进5 6 13欠平衡钻井57 13.1适用条件57 13.2设计原则57 13.3井口装置及设备要求57 13.4施工准备57 13.5施工作业58 13.6欠平衡钻井作业终止条件59 14气体钻井59 14.1适用条件60 14.2设计原则60 14.3设备及场地要求60 14.4施工准备60 14.5施工作业6 1 14.6气体钻井作业终止条件6 2 14.7安全注意事项6 2 15中途测试6 3 15.1测试原则6 3 15.2施工设计6 3 15.3施工准备6 4 15.4施工作业6 5 15.5资料录取与处理67 15.6H S E要求67 16井下事故的预防和处理67 16.1卡钻67 16.2防断、防顿69 16.3防掉、防碰天车70 16.4防止人身事故7 1 16.5其它7 1 17完井和交井7 2 17.1完井质量要求7 2 17.2交井程序7 2 17.3交井资料7 3 附录A7 4 （规范性附录）7 4
职业技术学院 毕业论文 题目：国外水平井钻井技术及发展方向 所属系部：电子信息工程学院 专业：石油与天然气地质勘探技术 年月日
摘要 经济的快速发展使人们对石油的需求急剧增加，水平井钻井技术的发展对油井产量提高以及油田采收率提高都起到了至关重要的作用，水平井钻井技术的出现是石油钻井技术方面重大的突破。本文围绕水平井钻井技术的基本原理、基本概念进行了详细的介绍，对水平井钻井技术详细的了解，然后对国外水平井钻井技术的现状做了细致的分析，并在此基础上通过查资料总结出了现在国外水平井钻井技术存在的差异，使我们充分了解到国技术的差距，以便我们在今后技术改进方面有一个方向，接下来本文总结了我国现在水平井钻井技术存在的问题，并在此基础上最后给出了我国在接下来水平井钻井技术攻关目标以及研究方向。 关键词：水平井；钻井技术；水平井钻井技术差异的问题；攻关目标水平井钻井技术存在问题 目录 第一章概述---------------------------------------------------1 第二章水平井的基本概念及分类------------------------------------1 2.1水平井的基本概念---------------------------------------------1 2.2水平井的分类-------------------------------------------- 2 2.2.1按曲率半径分类（通常的分类方法）--------------------------2 2.2.2按照水平井的其他方面分类--------------------------------2 第三章水平井钻井技术的现状和趋势-------------------------------2
定向钻井技术 在阜康煤层气示范工程中的应用 新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队 2014年11月20日
定向钻井技术在阜康煤层气示范工程中的应用刘蒙蒙（新疆煤田地质局一五六煤田地质勘探队） 摘要 探讨和总结定向技术在新疆阜康白杨河矿区煤层气开发利用先导性示范工程钻井工程中的应用，介绍定向设计，定向仪器工作原理及使用。由于地理条件、排采地面工程、节约成本、增加采收率的需要，示范工程大部分井设计为丛式井，也有两口L型井和一口U型对接井，加上地层倾角大地层造斜严重，所以为了达到设计要求必须引进定向钻井技术。本文主要从井眼轨迹设计、定向仪器、定向工艺、定向实例四方面进行介绍。 关键词：定向技术、钻井工程、定向仪器 阜康煤层气示范工程项目由156队承担施工，其中定向钻井由156队工程技术科参与施工3口，独立施工1口。156队工程技术科已培养出学习和应用掌握定向钻井的技术人员，具有基本的定向设计、定向施工、定向验收能力。 1 定向井眼轨迹设计 定向井眼轨迹的设计涉及的因素很多。为满足地质及生产的要求，设计需要选择合适的造斜点、造斜强度、最大井斜角、稳斜段长度；为了同井台以及相邻井台各井之间的防碰，需要选择合理的大门方向和做防碰设计。此外，造斜强度的选择要考虑钻具及套管的强度、摩阻。造斜点的选择必须深于表层套管一倍仪器另长的深度。根据造斜强度选择合理的钻具组合、不同弯度的螺杆钻具。最大井斜角过小稳斜段方位不易控制，最大井斜角过大对钻进、下套管、排采不利，同时增加造斜段工作量。 1.1 示范区井型简介 示范工程设计的丛式井、L型井以及U型对接井 图1-1 示范工程三段式、五段式、U型井轨迹示意图
第一章定向井（水平井)钻井技术概述 第一节定向井、水平井的基本概念 1．定向井丛式井发展简史 定向井钻井被(英)Ｔ.A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜，钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为,定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井，虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的,在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题,认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现,那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。 早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1934年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离,在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交，然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由BP勘探公司钻成,井深达1０,654米; 水平位移最大的定向井是BＰ勘探公司于己于199７年在英国北海的Ｒｙtｃh Ｆａｒｍ油田钻成的M1１井,水平位移高达１，011４米。 垂深水平位移比最高的是Sｔatoｉl公司钻成的的33/9—Ｃ2达到了１：3.1４； 丛式井口数最多，海上平台:9６口;人工岛:170口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步，首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深16８5米，垂直井深表遗憾350米，水平位移4４4.2米，最大井斜9２°，水平段长１60米；7０年代扩大实验,推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JＦ128井,井深达到70００米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井,水平位移最大的大位移井是大港定向井公司完成的井，水平位移达到2666米，最大的丛式井组是胜利石油管理局的河50丛式井组,该丛式井组长３８4米,宽１1５米,该丛式井平台共有钻定向井４2口。 2．定向井的分类 按定向井的用途分类可以分为以下几种类型： 普通定向井 多目标定向井 定向井丛式定向井 救援定向井 水平井
页岩气水平井钻井技术 摘要当前我国页岩气水平井钻井施工整体表现出成本高、周期长、复杂事故多等问题。针对这些问题，本文对国内页岩气井进行了技术跟踪，归纳了当前我国页岩气水平井钻井过程中所面临的轨迹优化及控制、井壁稳定、摩阻扭矩、井眼清洁以及固井技术等难点问题。 关键词页岩气水平井轨迹控制井壁稳定摩阻 美国页岩气资源的规模化开发和商业化利用，正在改变着世界能源格局，而同为世界能源进口大国的中国，同样拥有丰富的页岩气资源。政策以及相关支持政策的陆续出台，不但表明了我国政府大力发展页岩气资源的决心，而且正在积极推进我国页岩气产业的全面、快速发展。 页岩气是指赋存于富有机质泥页岩及其夹层中，以吸附或游离状态为主要存在方式，在一定地质条件下聚集成藏并具有商业开发价值的非常规天然气。与常规天然气藏相比，页岩气储层孔隙度主体小于10％，储层孔隙为0~500nm，孔喉直径介于5~200nm，渗透率极低，一般多采用水平井并经水力压裂技术改造后进行开发。当前，公认的具备商业开采价值的页岩气藏需具备以下条件：①页岩气储集层厚度大于100ft（30m）；②富有机质页岩有机质丰富，TOC > 3 %；③成熟度Ro在1.1-1.4之间；④气含量>100ft3/t；⑤产水量较少，低氢含量；⑥黏土含量小于40 %，混合层组分含量低；⑦脆性较高，低泊松比、高杨氏弹性模量；⑧围岩条件有利于水力压裂控制。页岩气藏作为典型的连续型油气聚集，往往分布在盆地内厚度大、分布广的集“生-储-聚”为一体的页岩烃源岩地层中。页岩作为粘土岩常见岩石类型之一，是由粘土物质经压实、脱水、重结晶作用后形成的，其成分复杂，除包含高岭石、蒙脱石、水云母、拜来石等粘土矿物外，还含有诸如石英、长石、云母等碎屑矿物和铁、铝、锰的氧化物与氢氧化物等自生矿物，页岩层理构造发育，多呈页状或薄片状（图1左），并沿层理发育有大量裂隙和微裂隙（图1右），脆性高、易碎，外力击打作用下易裂成碎片，且吸水膨胀性强，长时间裸露浸泡后极易引起井壁缩径、垮塌、掉块等复杂事故。例如，四川威远-长宁构造完成的3口页岩气水平井，水平井段钻进过程多次遭遇井壁垮塌、掉块等复杂，引发卡钻、报废进尺等事故，并导致3口水平井储层段40%进尺作业占总作业时间70%以上。同时，页岩气水平井井壁失稳问题频发，不但严重影响到钻井周期、钻井成本等问题，还直接导致井身质量差、固井难度大、储层污染严重等问题，这些问题都给后续开发带来极为不利的影响。据不完全统计，截止2012年初，四川威远、长宁及云南昭通页岩气产业化示范区完钻的4口水平井，平均井深3357米，平均钻井时间118天，而北美地区井深4000~5000米，水平段1500~2000米的页岩气井钻井周期通常在15~20天，水平段钻井时间仅为5~8天。由此可见，我国相对落后的页岩气水平井钻井技术，已经成为制约我国页岩气工业快速发展的重要瓶颈。
第二章钻机选型、土建工程及设备安装 第一节钻机选型原则 条按钻井目的、矿层埋藏深度、钻采方式、井身结构、技术措施，结合地形地貌、交通条件等因素综合进行钻机选型。注意其公称负荷，不得超载。 条采用涡轮钻进时，所选用的钻机必须满足其泵时和泵压的要求。 条使用喷射钻井时，所选用的钻机应满足喷射条件的要求；钻双筒井和多底井、定向井，应选择能安置双转盘或转盘可移动安装的钻机。 第二节土建工程 井场设计及布置 1、井场设计应根据钻机类型及施工要求确定井场面积和方向。 常用各型钻机的井场面积
2、3000米以内的钻机，宜使用组装式活动基础，其承压能力应能满足施工安全要求。 3、井场内应放坡1～3%，并有排水沟和排污池。 井场公路，应能满足钻井工程车和作业车辆的安全通行。 机泵房、值班房 无钻塔漨布的钻机、建井同期大于三个月或多雨地区，搭临时性棚房。 生活用房 施工期中，就近解决。按定额配备。
第三节安装 2.3.1 水、电、通讯 1.水源要可靠，供水能力应保证生产和生活用水。 2.井场电器设备和线路应合理布置。生产线路与生活线路分开；探照灯与其他灯分开。架线高度应保证汽车和特种车辆的通行。架空电力线与井架绷绳至少相距3米，并不得在绷绳上空交叉穿过。 3.通讯：井场和队（厂）部应有通讯联络。 2.3.2井架 钻机井架的主要部件不得有裂纹及严重锈蚀、变形、弯曲。井架螺栓、螺帽及弹簧垫圈必须安装齐全。井架底座四角高差不大于3毫米，活动基础高差不大于5毫米。井架绷绳数、直径、方向严格按各型井架出厂规定架设，用正反螺丝绷紧，与地面呈45°角。绷绳坑之大小及深度，根据井架负荷及土质差异地行计算后决定。使用基木的井架应安装避雷器。 2.3.3导管、鼠管 1、导管：松软地层埋导管，管坑深度不大于1米，坑底铺一层0.3米厚的混凝土。导管脚焊呈喇叭口，以免陷落及预防钻具碰挂，导管对中后外灌混凝土固定。导管采用套管或壁厚3毫米以上的螺旋
浅谈水平井钻井工程技术的应用-工程技术论文-工程论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 摘要：油气开发中,水平井钻井工程技术主要应用于较薄油气层、裂缝性油气藏的开发过程中。近年来,我国逐渐将油气开发重点转移到低渗透油气藏、裂缝性油气藏的开发中来,这就需要进一步加大对水平井钻井工程技术的研究力度。本研究主要探讨了油气开采中水平井钻井工程技术的现状及应用情况,并对水平井钻井工程技术的作用进行了分析,以期为我国油气开发效果的提高提供帮助。 关键词：水平井；钻井技术 水平井钻井主要通过增加地上集水建筑物、地下油气资源之间的接触面积,来达到提升石油开采效率的目的。经过几十年来的不断开发与利用,我国油气资源的储量逐渐降低,油气资源的开发难度不断上
升、开发环境日趋恶化。在这样的背景下,必须不断对油气开采技术进行创新,提高油气开采水平,避免不必要的资源浪费,实现石油行业的持续健康发展。 1水平井钻井工程技术的现状及应用情况 我国在水平井钻井方面起步相对较晚,技术水平与国外发达国家相比仍有很大的差距。但是,经过不断研究与实践,近年来,我们已经在水平井钻井方面取得了突破性的进展,技术水平得到明显提高,并在实践过程中不断改进、完善。就我国水平井钻井现阶段的情况来看,针对不同的储层及不同类型的油气藏,已经形成了有针对性的水平井[1]。实践发现,水平井钻井工程技术具有操作简单、效率高、产量高、成本低、污染少等一系列优势。水平井钻井技术在石油开采过程中的有效应用,有利于提高油气采收率、油气开采产量,还为实现不同油气藏之间的转换开发与利用提供了新的方法。随着节能降耗与绿色环保理念的不断深入人心与国家可持续发展战略的持续推进,能源短缺问题、能源供求矛盾问题越来越受关注,提高油田开发效率与质量,是现阶段石油行业面临的首要问题[2]。在这样的背景下,必须进一步加大对水
控压钻井技术规程 一、打开油气层前准备 1、打开油气层前要进行控压技术交底（交底容:地质、工程、钻井液和井控装备、控压措施等方面）；技术交底由钻井监督和地质监督组织，预测地层硫化氢含量高地层压力异常井有有项目部井控专家组织,井队、录井、泥浆、控压、定向井及井控专家等相关人员参加，可以在钻开油气层验收时进行。交底要以本井钻井、地质设计和本井实际情况为依据，全面分析可能存在的井控风险，制定有针对性的技术措施和应急预案，并形成本井控压钻井作业指令书由井队遵照执行。如油田有新的规定,按油田规定执行。 2、由项目经理部依据设计确定钻开油气层的密度。 3、对井控装备、硫化氢检测与防护、泥浆材料、重浆及除硫剂的储备、人员配备、井控专家到井情况、应急预案及演练、钻开油气层提出问题的整改情况等进行全面检查合格后，方可打开油气层。 4、根据邻井实钻情况，预测油气显示层位井深，在钻开显示层前要预先在钻井液中加入2%的除硫剂进行预处理，并维持出口钻井液的PH值为11以上，现场除硫剂储备不少于5吨（以设计为准），新浆补充须符合钻井时的PH值和除硫剂的含量； 5、根据钻井井控实施细则或钻井设计的相关规定，现场确保储备比重1.40g/cm3以上重浆有效量80m3以上，石灰石储备100吨以上（以设计为准）。 6、强化泥浆和录井坐岗监测制度，无论任何作业工况，钻井班
都必须落实专人24小时坐岗，观察钻井液池液面变化和钻井液出口情况，确保第一时间发现溢流，迅速准确关井，并按汇报程序汇报。 7、奥系目的层作业，钻具必须带两只浮阀（MWD接头前和出套管鞋安装），起钻前必须在井底充分循环(一周半以上)进出口钻井液密度差不超过0.02g/cm3正常后方可进行起钻作业，油气层以上300m严格控制起钻速度，起钻必须按起出钻具体积（闭排）的1.5倍挤灌井浆。地质录井队人员和泥浆坐岗人员必须依次记录灌入量，并核对与起出钻具体积是否相符，同时要观察灌钻井液的间隙中出口管是否断流等情况。 8、钻进中若遇到钻速突然加快、放空、气测及油气水显示异常等情况，立即停钻观察，泥浆工和录井队加强液面的监测。如出现井漏失返，立即吊灌起钻(吊灌量是起出钻具体积的1.5～2倍)，起到套管鞋，关井观察，泥浆工和录井核对好灌入量。 二、常规控压钻井技术措施 1、打开油气层关井观察15分钟后，如果套压≤5 MPa，直接进行常规控压作业，井口控压值≤5 MPa；若井口套压＞5MPa，可请示提高钻井液密度，利用工程师法节流循环压井，降低井口压力，最终井口控压值≤5MPa，液面基本稳定，进行常规控压钻进。 2、控压循环或钻进期间在钻井液中及时增加除硫剂含量，保持钻井液的PH值为11以上，维护钻井液性能；井口控压不大于5MPa 以微过平衡方式继续控压钻进，出口点火，专人监测空气中H2S含量。如果钻井液中H2S含量在一个迟到时间大于20PPm时，立即进行关
苏丹水平井钻井技术研究-石油工业论文-工业论文 ——文章均为WORD文档，下载后可直接编辑使用亦可打印—— 苏丹1/2/4区水平井原设计二开准311mm井眼在1050m左右造斜，钻至1700m左右至着陆点(井斜在80°左右)，下技术套管，再水平钻进300～800m完钻。这样的设计存在如下问题：大井眼井段过长，施工后期泵压高，安全隐患较大；设备负荷重，维修时间多；大井眼机械钻速慢，影响钻井周期。针对存在问题，对井身结构进行了优化：①以前设计造斜点有时会在Jimidi泥砂岩交互层，造斜效果差。根据地层实钻资料及邻井资料，将造斜点移至泥岩稳定井段，提高了造斜效果。②技术套管从以前的1700m减少到1300m 左右，在井斜60°前下入，减轻设备负荷，缩短了钻井周期，降低了钻井成本。③随着老油区完钻井的增加，防碰问题将越来越严重，但为了尽量避免绕障而带来的施工难度，与地质人员和甲方协商，在满足地质要求的情况下，调整了地质靶点，避开障碍。 在水平段及大斜度井段，传统的钻柱结构已不再适用[2]。采用带欠尺寸扶正器的微增倒装钻具组合，将加重钻杆放置在井斜和全角变化率较小的井段，这样做减小了下部钻具的刚性，有效传递钻压和扭矩；减轻了水平段和接近水平段钻具向下井壁的压力；避免了钻杆台肩吃
入地层，摩擦阻力减小，避免了可能产生的卡钻。井斜60°以后，使用加重钻杆代替部分钻铤，简化下部钻具组合并降低了下部钻具刚性，将加重钻杆、震击器等加在30°～60°井段，减轻下部钻具重量，有利于钻具弯曲，减小摩阻，使滑动钻进加压更顺畅。确保井底获得足够的钻压，并减少黏卡的机会。钻具组合为：准127mm钻头＋准127mm 加重钻杆×2柱+准127mm钻杆×5柱+震击器+准127mm钻杆+准127mm加重钻杆9柱+准127mm钻杆。苏丹老区块内水平井目的层厚度大多在1.5～3m，应用LWD工具，将测得的数据与邻井的电测数据对比，及时进行判断，可以实时指导钻进的方向。同时，采用近钻头测量工具，减少了仪器零长，测量数据更接近井底，减小了预测误差和扭转方位的次数，施工效率更高。下入的LWD测井仪器组合为：Pulser+PSA+SEA+GR+THE+CPR。在着陆层位YabusⅥ之前，Adar和Yabus两层界面的测井曲线值有一明显变化：上部泥岩为低电阻值(1～2Ωm)和小密度(2.35g/cm3)，而下部大段泥岩为高电阻值(10Ωm)和较大的密度值(2.45g/cm3)，保证了准确找到第一个主要标志层。在着陆前15～20m左右时，根据深浅电阻率的相对变化值指导导向钻进，避免了在目标层里进行大的调整，保证了油层钻遇率。 限制苏丹水平井施工进度的主要问题是定向造斜段机械钻速低，平均机械钻速在5m/h左右，严重制约了全井的施工进度。影响施工进度的主要问题集中在两点：一是普通PDC钻头易憋钻，托压现象严重，机械钻速低；二是使用普通PDC钻头造斜时，工具面不易控制，定
川西水平井钻井技术研究 【摘要】水平井是在定向斜井钻井技术基础上发展起来的一项钻井技术，单井增产效果明显。近年来由于水平井的大量投产，水平井技术在川西得到了较广泛的应用，通过不断研究和探索，总结出了部分川西水平井施工工艺技术。本文从川西地层钻井状况结合水平井工程难点进行分析，详细阐述了针对难点的技术措施，为今后的水平井施工提供参考。 【关键词】川西；水平井；钻井技术 一、川西地层钻井状况分析 川西地层复杂，上部地层易漏，下部地层高压，施工难度较大，下面以新场构造、孝泉构造、马井构造为例分析川西地层钻井状况：川西新场气田蓬莱镇组气藏为大型次生气藏，区块内为陆相砂、泥岩沉积，断层、裂缝不发育，新场构造地层岩石强度大、可钻性差、机械钻速低、钻井周期长，由于高压超高压地层，易出现常规钻井井涌、井漏等复杂情况。 川西孝泉构造气藏，为下覆地层通过断层裂缝向上运移而成的次生气藏，储层处高压状态，裂缝性高压气藏，往往伴随着井漏，严重时会导致井喷，并且裂缝通道的漏失安全密度窗口很窄，安全钻井液密度窗口选择困难，井控难度大。 马井构造位于川西中部，马井构造浅部地层的第四系及白垩系以种植土、砂砾层、泥岩及石膏、砾石为主。由于浅井段的砂砾层及地层界面的不整合接触在钻井过程中易发生井漏。砂砾层、泥岩与粉砂
岩及石膏夹层造成井眼失稳，极易产生井塌、掉块卡钻、下套管作业困难等情况。 二、川西水平井钻井施工难点 川西地区地质条件复杂，水平井施工风险高、易发生井下复杂情况，除设计上合理确定井身结构外，更重要的是解决施工过程中的难点问题。川西水平井施工难点主要集中表现在以下三个方面：一是轨迹控制难度大。由于水平井一般是三维靶体，井眼轨迹不仅要求进入窗口，更要求避免进入水平井段时由于钻头穿出靶体而导致的脱靶现象；摆放工具面角难度系数大。水平井斜井段不断延伸，随之井眼摩阻不断增大，导致钻具在井眼中不易转动，工具面角的摆放问题尤其表现出难度所在；控制难度系数大。因工具造斜能力的模糊性以及地质的不确定性和测量信息缺乏时效性等各种客观因素的制约，致使水平井中的水平井段控制和着陆控制难度大大增加。 二是钻柱与井眼之间的摩阻较大。受水平井造斜段井斜角的作用，井眼的弯曲程度对相应钻柱的受力具有较大的影响，并且当钻具进入水平段后，随着井眼轨迹的上下波动，摩阻越来越大，钻具拖压压风险增大。因此，确定合理的钻具组合是水平井又一施工难点。 三是井眼净化难度大。由于水平井段钻具整体躺在下井壁上，钻具与井壁的轴向摩擦和径向摩擦加大了起下钻阻力和扭矩，易造成钻具遇阻、遇卡、钻杆胀扣、脱开等井下复杂情况，大斜度井段和水平段的岩屑不易携带，易形成岩屑床，如果净化不好将导致摩阻和扭矩的增加，造成下套管和固井作业不能顺利进行，因此，加强井眼净化，
导向钻井技术 （胜利钻井工程技术公司周跃云） 基本概念 在定向井、水平井钻井中，为了使井眼轨迹得到合理的控制，世界各国相继开发研究了各种相应的技术，这些技术大致可分为两方面：一是预测技术，一是导向技术。 预测技术是根据力学和数学理论，对影响井眼轨迹的各种因素进行分析研究，从而预测各种钻具组合可能达到的预期效果。但目前的预测技术水平远远低于所要求的指标。鉴于此，导向技术应运而生。 导向技术是根据实时测量的结果，井下实时调整井眼轨迹。井下导向钻井技术是连续控制井眼轨迹的综合性技术，它主要包括先进的钻头（一般为PDC钻头）、井下导向工具、随钻测量技术（MWD、LWD等）以及计算机技术为基础的井眼轨迹控制技术,其主要特点是井眼轨迹的随钻测量、实时调整。 导向钻井技术是随油藏地质的要求和钻井采油地面条件的限制而逐步发展起来的。在这种技术中，井下导向钻井工具处于核心地位，它决定导向钻井系统的技术水平，导向技术则是导向钻井系统的关键技术。
一、导向钻井的工具和仪器 定向井技术的进步与定向井工具和仪器的发展是相辅相成的，是密不可分的。定向井钻井实践的需要，设计开发了专门用于定向井的工具和仪器，并在钻井实践中得到完善和提高；随着定向井工具和仪器的发展，极大地推动了定向井工艺技术水平的进步；而工艺技术的进步，对定向井工具仪器又提出了更新更高的要求。胜利油田以及我国定向井发展的历程，充分地说明了这一辩证关系。 1.1 导向工具的主要类型 随着定向井、水平井和大位移延伸井的日益增多，各种相应的井下工具相继出现，如弯接头，变壳体马达，各种稳定器等。对这些工具一般要分为两大类：一为滑动式导向工具，二为旋转式导向工具。两者的主要区别在于导向作业时，上部钻柱是否转动，若不转动，则为滑动式导向工具，否者为旋转式导向工具。 1.1.1 滑动式导向工具 滑动式导向工具在导向作业时，转盘停止转动并被锁住，只有井底马达作业。调整好工具面，钻进一段时间后，再开动转盘，使整体钻柱旋转，以减少摩阻及改善井眼清洗程度，随后再根据需要进行定向作业。可以看出，这种作业方式要把大量的时间花费在定向作业上，尤其是深井作业更是如此。但其优点是成本低，易于实现。
Q/SYCQZ 川庆钻探工程有限公司企业标准 Q/SYCQZ 647.2—2013 页岩气水平井钻井作业技术规范 第2部分：钻井作业 2013-12-22发布2014-01-22实施
目次 前言................................................................................. II 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 钻井工程设计 (1) 4 井眼轨迹控制 (2) 5 防碰作业 (3) 6 水平段安全钻井 (3)
前言 《页岩气水平井钻井作业技术规范》分为五个部分： ——第 1 部分：丛式井组井场布置； ——第 2 部分：钻井作业； ——第 3 部分：油基钻井液； ——第 4 部分：水平段油基钻井液固井； ——第 5 部分：井控。 本部分为第 2 部分。 本标准按 GB/T 1.1-2009《标准化工作导则第 1 部分：标准的结构和编写规则》进行编写和表述。 本标准由川庆钻探工程有限公司提出。 本标准由川庆钻探工程有限公司钻井专业标准化技术委员会归口。 本标准起草单位：川庆钻探工程有限公司钻采工程技术研究院、川庆钻探工程有限公司川东钻探公司、川庆钻探工程有限公司川西钻探公司 本标准主要起草人：张德军、赵晗、卓云、叶长文。
页岩气水平井钻井作业技术规范第2部分：钻井作业 1 范围 本标准规定了页岩气丛式井组钻井工程设计、井眼轨迹控制、防碰作业、水平段安全钻井等内容和要求。 本标准适用于川渝地区页岩气井的钻井作业。 2 规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅所注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。 SY／T 1296 密集丛式井上部井段防碰设计与施工技术规范 SY／T 5088-2008 钻井井身质量控制规范 SY／T 5416 定向井测量仪器测量及检验 SY／T 5435-2003 定向井井眼轨迹设计与轨迹计算 SY／T 5547 螺杆钻具使用、维修和管理 SY／T 5619 定向井下部钻具组合设计方法 SY／T 6332-2004 定向井轨迹控制 SY／T 6396 钻井井眼防碰技术要求 Q／SYCQZ 001 钻井技术操作规程 Q／SYCQZ 372-2011 丛式井井眼防碰技术规程 3 钻井工程设计 3.1 井身结构 3.1.1 表层套管应封隔地表漏层和垮塌层，相邻两井表层套管下深错开20 m以上。 3.1.2 水平井技术套管下入位置井斜应不低于60°，若井下出现严重垮塌、钻遇高压油气，可提前下入技术套管。 3.1.3 油层套管尺寸不小于 11 4.3 mm，抗内压强度与增产改造施工压力之比＞1.25。 3.1.4 水平段长度宜控制在800 m ～ 1400 m。 3.2 靶区 3.2.1 靶区半径设计符合SY／T 5088-2008的规定，且满足井眼轨迹控制要求。 3.2.2 水平段井眼方向与地层最小主应力方向的夹角不小于 15°。 3.3 井眼轨道 3.3.1 每口井地下靶心与井口位置连线相互之间不宜空间交叉。
第一章定向井（水平井)钻井技术概述 定向井、水平井的基本概念 定向井丛式井发展简史 定向井钻井被（英）Ｔ．A．英格利期定义为:“使井筒按特定方向偏斜,钻遇地下预定目标的一门科学和艺术。”我国学者则定义为，定向井是按照预先设计的井斜角、方位角和井眼轴线形状进行钻进的井。定向井相对与直井而言它具有井斜方位角度而直井是井斜角为零的井,虽然实际所钻的直井它都有一定斜度但它仍然是直井。 定向井首先是从美国发展起来的，在十九世纪后期,美国的旋转钻井代替了顿钻钻井。当时没有考虑控制井身轨迹的问题，认为钻出来的井必定是铅垂的,但通过后来的井筒测试发现，那些垂直井远非是垂直的。并由于井斜原因造成了侵犯别人租界而造成被起诉的案例。最早采用定向井钻井技术是在井下落物无法处理后的侧钻。早在1895年美国就使用了特殊的工具和技术达到了这一目的。有记录定向井实例是美国在二十世纪三十年代初在加利福尼亚享廷滩油田钻成的。 第一口救援井是1９34年在东德克萨斯康罗油田钻成的。救援井是指定向井与失控井具有一定距离，在设计和实际钻进让救援井和失控井井眼相交,然后自救援井内注入重泥浆压死失控井。 目前最深的定向井由ＢP勘探公司钻成,井深达10,65４米； 水平位移最大的定向井是BP勘探公司于己于１99７年在英国北海的ＲyｔｃｈＦarm 油田钻成的M11井,水平位移高达1，0１１4米。 垂深水平位移比最高的是Statoｉl公司钻成的的33/９—C２达到了１:3．14； 丛式井口数最多，海上平台:９6口；人工岛:17０口; 我国定向井钻井技术发展情况 我国定向井钻井技术的发展可以分为三个阶段，50—60年代开始起步,首先在玉门和四川油田钻成定向井及水平井:玉门油田的C2—１5井和磨三井,其中磨三井总井深1685米,垂直井深表遗憾３5０米，水平位移444.2米,最大井斜92°，水平段长160米；70年代扩大实验，推广定向井钻井技术;80年代通过进行集团化联合技术攻关，使得我国从定向井软件到定向井硬件都有了一个大的发展。 我国目前最深的水平井是胜利定向井公司完成的JF１28井，井深达到7000米，垂深位移比最大的大位移井是胜利定向井公司完成的郭斜井，水平
直井、定向井施工管理规程 一、现场工程技术服务管理规程 一）高边的测量规程： 1、高边的测量钻台上必须有三个以上人各自测量计算，相互核对无误后（正 负没有异议、数值没有异议）方可输入计算机；输入计算机后两个以上 的人进行第二次核对确认，没有异议后把测量的计算结果和原始记录写 到工作笔记上，并写在当日日报表上，两个工程师签字确认（带队工程 师量取高边时必须亲自测量） 2、MWD的内角差和外角差，量内角差的时候，仪器每个扣必须打紧方可测 量，必须两个以上的工程师把关。 3、内角差必须归零：操作规程：海蓝仪器探管一定要预热半个小时以上（特 别是冬天施工）：在测量内角差时，探管一定要远离野营房等强磁的地方。 4、时刻牢记并重视：高边可以从磁性到重力，也可以从重力到磁性。井斜 不同的情况下可以互相转换。 5、定向两根单根后值班工程师要及时对工具面和实际钻出井眼进行核对， 不能确认时可再钻进4-5m，再次测量确认。 6、MWD短节以下的钻具丝扣，用液压大钳5Mpa，紧扣两次，如果用PDC 钻头，必须在用双钳5道锚头绳进行第三次紧扣，最好是用钢丝绳紧扣。 7、上井螺杆的高边，在螺杆上井后两个工程师要进行目测（以防厂家出厂 刻度槽出错）。 8、量高边时：千万要分清高边（槽）和标记号（槽）的区别，切不可错量！！！ 9、小井眼高边测量时，由于钻具外径小，容易粘扣，钻具要按规程的上扣 扭矩紧扣，绝不能超过标准，为保证高边的准确性：要求把大钳在三个 不同的方向上按规定的扭矩紧扣两次（合计六次）从而确保高边的准确 和不会发生偏移。 10、每次起出钻具和下钻前都必须复合高边的角差，且钻具入井后人才 能离开钻台；并一定要检查非螺旋扶正器螺杆钻具扶正块是否发生偏移。 11、带队工程师量取高边时，必须在钻台上，只相信自己测量取得的数据， 而不能听从别人。
Q/SYCQZ 川庆钻探工程公司企业标准 川庆钻探工程公司发布
目次 前言................................................................................. IV 1 范围 (1) 2 规范性引用文件 (1) 3 钻前基建工程 (2) 3.1 井位勘定 (2) 3.2 井场布置 (2) 3.3 井场土建工程 (3) 3.4 公路工程 (3) 3.5 验收 (3) 4 钻井设备的安装与调试 (4) 4.1 水电安装 (4) 4.2 机械设备安装 (4) 4.3 井架安装与起升 (5) 4.4 电气设备的安装及调试 (7) 4.5 气控系统安装要求 (7) 4.6 顶驱安装、调试、使用 (7) 5 钻井环境安全要求 (8) 6 钻进作业 (9) 6.1 钻进 (9) 6.2 井身质量控制 (10) 6.3 取心 (10) 6.4 起下钻、接单根 (12) 6.5 钻头 (13) 6.6 钻具 (14) 6.7 钻具探伤、试压、倒换、错扣检查制度 (15) 6.8 螺杆钻具 (15) 6.9 钻井仪表的使用与维护 (15) 7 固井 (15) 7.1 固井设计 (15) 7.2 固井准备 (17) 7.3 下套管 (19) 7.4 注水泥施工 (20) 7.5 尾管固井 (20) 7.6 分级固井 (21) 7.7 环空蹩回压候凝 (21) 7.8 套管试压 (21) 7.9 固井后期工作 (22) 7.10 固井质量标准 (22) 8 钻井液 (22)
8.1 井场钻井液实验室 (22) 8.2 钻井液材料存放场所 (24) 8.3 容器、设备 (24) 8.4 钻井液性能 (24) 8.5 钻井液的配制及维护处理 (25) 8.6 钻井液固相控制 (26) 8.7 井漏的防治措施 (26) 8.8 储层保护 (27) 8.9 钻井液材料使用及管理 (27) 9 井控 (27) 9.1 井控设计 (27) 9.2 井控装置安装、试压、使用及管理 (28) 9.3 钻开油气层前的准备和检查验收 (32) 9.4 钻井及完井过程中的井控作业 (39) 9.5 溢流的处理和压井作业 (41) 9.6 防硫化氢安全措施 (42) 9.7 井喷失控的处理 (44) 10 测录井 (44) 10.1 常规测井 (44) 10.2 特殊测井 (45) 10.3 测井事故处理 (46) 10.4 综合录井 (46) 11 定向井、丛式井、水平井 (46) 11.1 设计原则 (46) 11.2 钻具组合 (47) 11.3 定向钻进 (48) 12 欠平衡钻井 (48) 12.1 适用条件 (48) 12.2 设计原则 (49) 12.3 井口装置及设备要求 (49) 12.4 施工准备 (49) 12.5 施工作业 (49) 12.6 欠平衡钻井作业终止条件 (51) 12.7 安全注意事项 (51) 13 气体钻井 (51) 13.1 适用条件 (51) 13.2 设计原则 (51) 13.3 设备及场地要求 (51) 13.4 施工准备 (51) 13.5 施工作业 (52) 13.6 气体钻井作业终止条件 (53) 13.7 安全注意事项 (53) 14 中途测试 (53) 14.1 测试原则 (54)
定向井知识及发展 华油一公司工程技术分公司 2003年11月20日
前言 世界上第一口定向井是采用槽式斜向器定向造斜，于1932年在美国钻成的。半个多世纪以来，定向钻井水平有了很大提高。进入80年代，大位移、大斜度井、丛式井、多目标井、水平井的钻井工艺技术有了飞速发展。为石油勘探和发展带来了巨大的经济效益。 我国定向井是新中国成立后才发展起来的。1955年在玉门油田钻成的C2-15井，是我国的第一口定向井。之后，我国又成功钻成了数对双筒井，以及多底井，斜直井等。1965年，钻成了我国第一口水平井—磨3井，水平位移延伸160m，达到60年代水平井的世界先进水平。 进入21世纪，定向井、大斜度井、多目标井、水平井全面应用于油田的勘探与开发之中。到现在我公司在冀中地区定向井比例已超过80%以上。 一、定向井、丛式井概念 （一）、专业名词 1、定向井(Directional Well) 一口井的设计目标点，按照人为的需要，在一个既定的方向上与井口垂线偏离一定距离的井，称为定向井。 2．井深(Measure Depth) 井眼轴线上任一点，到井口的井眼长度，称为该点的井深，也称为该点的测量井深、斜深。 3．垂深(V ertical Depth or True V ertical Depth) 井眼轴线上任一点，到井口所在平面的距离，称为该点的垂深。 4．水平位移(DiSplaCement or Closure Distance) 井眼轨迹上任一点，与井口铅直线的距离，谓之该点的“水平位移”。也称该点的闭合距（闭合位移）。 5．视平移(V erticalSeCtion) 水平位移在设计方位线上的投影长度，称为视平移。视平移是绘制垂直投影图的重要参数。 6．井斜角(Hole lnclination or Hole Angle)
定向井技术管理细则 1、直井段的位移控制 1.1 采用钟摆、塔式或满眼钻具结合，合理的钻压，把井斜角控制在2。以内，多目标定向井严格控制偏离设计线位移。 1.2 直井段较长的井，尽量采用单弯螺杆（PDC钻头）加钻盘的复合钻进，或者钟摆钻具加PDC钻头钻进。 1.3 井深超过800m后用单点测斜仪跟踪测斜，1500m以前每100m测斜一次，1500m以后每50m测斜一次，发现井斜超过2。，应及时采取纠斜措施。 2、定向及扭方位 2.1定向前要根据直井轨迹和设计轨迹重新确定定向井方位角及最大井斜角。 2.2认真检查入井弯接头。 2.2.1 检查弯接头实际弯度与名义弯度是否相符。 2.2.2 检查弯接头键是否偏离中心线。 2.2.3用定向杆反复试验，检查弯接头是否卡键。 2.3 认真检查螺杆，并试运转。 2.3.1螺杆（或涡轮）入井前必须认真检查旁通阀是否有堵塞现象，间隙是否符合要求。 2.3.2 螺杆入井前要用清水冲洗干净。
2.3.3 螺杆入井前要试运转，注意观察旁通阀出泥浆是否正常，螺杆动率是否符合要求。 2.4 动力钻具入井（螺杆、涡轮）必须保证井眼畅通无阻，严禁用动力钻具划眼。 2.5一般情况下，定向及扭方位推荐入下钻具组合： 钻头+动力钻具+弯接头+无磁钻铤+钻铤（2柱）+加重钻杆（100~200m）+普通钻杆，特殊情况的钻具组合以设计为准。 2.6 定向及扭方位施工 2.6.1 定向（扭方位）时，井斜角小于10°时用磁性工具面施工，井斜角大于10°时用高边工具面施工。 2.6.2 在无磁干扰情况下使用随钻测斜仪定向，在有磁干扰的情况下使用陀螺仪定向。 2.6.3 定向装置角的计算，采用沙尼金图解法或计算法。 2.6.4 采用平均角法进行数据处理，方位必须校正磁偏角。 2.6.5 定向及扭方位过程中，要及时跟踪计算“狗腿度”，发现“狗腿度”超标或增斜效果达不到设计要求，及时根据现场情况更换弯接头。 2.6.6 定向、扭方位过程中，如出现效果差甚至出现反向效果，应立即停止施工，起出随钻仪器并重新坐键，如坐键没问题应起钻检查弯接头。 2.6.7 定向、扭方位时，井斜角达到15°或扭方位施工50m 以上，必须用单点测斜仪校验随钻仪显示数据，定向、扭方位施